基于有限元方法的鉆頭動(dòng)靜態(tài)分析與研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，CAD/CAM/CAE 技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟和分析方法。有限單元法和大量商業(yè)有限元軟件的出現(xiàn)也為刀具——機(jī)床系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了前所未有的新模式。以前需要切削大量金屬的切削實(shí)驗(yàn)如今已經(jīng)可以通過軟件在計(jì)算機(jī)上得到仿真，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外在刀具領(lǐng)域內(nèi)運(yùn)用有限單元法進(jìn)行分析與研究的現(xiàn)狀，指出具體應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行刀具實(shí)體分析的例子還比

2、較少見。
　　 接著對(duì)有限單元法的理論基礎(chǔ)和本文所使用的軟件進(jìn)行了介紹。本文的重點(diǎn)內(nèi)容放在了運(yùn)用有限元軟件(ANSYS)和三維造型軟件(Pro/Engineer)進(jìn)行建模和分析的方法介紹上。選取了具有代表性的某標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆作為實(shí)體建模對(duì)象，給出該模型在建立過程中的一些簡(jiǎn)化方案，并對(duì)前人的模型進(jìn)行一些修正和總結(jié)。
　　 通過對(duì)該麻花鉆的動(dòng)靜態(tài)分析，如：靜態(tài)應(yīng)力分析、鉆頭軸向力的屈曲分析、振動(dòng)鉆入的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、模態(tài)分析，得

3、到一些深入研究鉆頭特性的主要結(jié)論如下：
　　 (1)可以通過優(yōu)化切削參數(shù)等方法降低鉆頭鉆尖處的等效應(yīng)力，提高刀具的耐用度。
　　 (2)通過分析得到直徑6.8mm j=的直柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的軸向力臨界值為3331.79N，其安全系數(shù)2.43 n ?。
　　 (3)鉆削過程中，適當(dāng)增加鉆頭的橫向阻尼比對(duì)提高鉆削定位精度有一定的幫助；
　　 并且隨著主軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的提高，定心精度相應(yīng)也會(huì)有所提高。
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